热集成变压精馏分离乙醇-乙腈混合物

以乙醇-乙腈混合物为对象,研究了该体系在实验压力范围内的共沸组成,分析了采用变压精馏工艺分离精制乙醇和乙腈的可行性。通过比较实验压力范围内（101~500 kPa）体系的共沸组成与Aspen Plus模拟软件中计算的体系共沸组成,选择了适合的物性方法。在实验装置上进行了变压精馏法分离精制乙醇、乙腈混合物的实验,重点考察了不同回流比对分离效果的影响,得到了质量分数大于99.5%的乙醇和乙腈产品。 应用Aspen Plus模拟软件对乙醇-乙腈体系的热集成变压精馏过程进行了模拟计算,对比了热集成变压精馏与传统变压精馏的能耗,发现热集成变压精馏节能达35%。     

高碳α-烯烃装置产品分离单元的方案设计与过程模拟

基于Aspen Plus过程模拟,建立了18000 t/a高碳α-烯烃装置分离单元稳态模型,采用经参数回归的BWRS状态方程,通过流程模拟验证了分离方案的可行性,确定了满足分离要求的精馏参数,以及溶剂循环过程中1-辛烯循环量及甲苯损失量。分别采用减压精馏与常压精馏两种方案进行C-205辛烯精制塔流程设计,结合模拟结果进行设备、操作费用估算,结果表明,减压精馏方案(50 kPa)相较于常压精馏方案,即使增加了抽真空系统,设备费用仍低约30%,运行费用低4%。     

均匀设计法优化乙腈水共沸精馏工艺

采用均匀设计方法对乙腈-水混合体系变压精馏工艺过程进行优化研究。通过热力学方法计算显示该体系在33.3—160.0 k Pa范围内,乙腈的共沸组成由质量分数89.6%逐渐降低至82.0%,适合采用两塔变压精馏工艺实现乙腈的精制,操作压力分别为33.3 k Pa和101.3 k Pa。采用均匀设计与过程模拟相结合的方法,综合分析变压精馏中的两塔回流比对系统能耗的影响,对数据进行二次多项式逐步回归分析,获得模型方程,并利用遗传算法对模型进行优化。优化模型显示在减压塔回流比为0.3、常压塔回流比为0.5时,系统能耗最低。研究结果用于实际乙腈水精制设计中,装置运行能耗较低。     

隔壁塔分离甲基丙烯酸甲酯的工艺研究

在回收废有机玻璃再生生产甲基丙烯酸甲酯的工艺路线中,甲基丙烯酸甲酯的粗产品需要进行精制分离以达到更高的质量分数。对这一技术工艺进行研究,设计了隔壁塔的工艺流程,同时设计了一个双塔流程作为基础和对比。利用总年度费用作为目标函数对精馏过程进行了全局经济优化,得到了最佳的工艺参数。结果显示,隔壁塔流程可以节约43.5%的能量和22.3%总年度费用,具有更好的经济优势。     

聚乙烯醇醇解母液回收技术进展

对近几年醇解母液回收技术进展进行评述.将乙酸甲酯水解为乙酸和甲醇,告别回收的传统工艺,在乙酸甲酯浓缩、高效催化精馏水解、甲醇双效精馏精制及乙酸精制等方面均取得了明显进步,同时也出现了将乙酸甲酯精制为产品的醇解母液回收新思路.目前已实现工业化的有加盐萃取精馏和变压精馏两种技术方案.从工业运行结果来看,加压精馏工艺具有流程短、能耗低、产品纯度高的特点,更具大规模推广应用前景.     

变压-塔顶蒸汽再压缩精馏分离甲苯-正丁醇体系优化工艺

针对变压精馏分离甲苯-正丁醇的高能耗问题,采用塔顶蒸汽再压缩热泵技术对变压精馏进行改造。利用Aspen Plus流程模拟软件,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,利用序贯迭代法确定变压精馏、变压-塔顶蒸汽压缩式热泵精馏的最优工艺参数。从节能和经济的角度对工艺进行评价,结果表明:变压-塔顶蒸汽压缩式热泵精馏更具有优势。     

低共熔溶剂在乙腈-水体系分离中的应用

分别以乙二醇、氯化胆碱/乙二醇(摩尔比1∶2,DES1)、氯化胆碱/乙醇酸(摩尔比1∶3,DES2)低共熔溶剂为萃取剂,设计萃取精馏和萃取隔壁塔流程,模拟分离乙腈和水形成的共沸体系。使用灵敏度分析对上述流程分别进行了参数优化。结果表明,与乙二醇萃取精馏工艺相比,使用低共熔溶剂DES1不能有效降低能耗和费用;低共熔溶剂DES2用量降低52. 5%,能耗降低81. 9%,操作费用降低12%,年度总费用(TAC)降低53. 8%;采用隔壁塔萃取精馏工艺后,一定程度上都能节能减耗。DES2作为萃取剂的萃取精馏工艺为最优工艺,节能优势明显。     

绿色化学原则下国内外乙腈生产工艺分析

从绿色化学角度对乙腈合成、提纯、废物处理、成本控制等方面进行了分析。主要介绍了以乙醇为原料直接合成乙腈的方法,包括氢化氨化法和氨氧化法;分析了合成方法中催化剂的性能,对比了各类催化剂对应的乙醇转化率和对乙腈的选择性;介绍了萃取精馏和变压精馏的提纯工艺,分析了变压精馏的优势、废物处理的方法以及成本控制的策略。提出了符合绿色化学要求的乙腈生产工艺组合：生物乙醇来源广泛且工艺逐渐成熟,适合作为合成原料;合成工艺宜采用氨氧化法,以分子氧为氧化剂,负载钒或钯的活性氧化锆作为催化剂,乙醇转化率接近99%,乙腈的选择性达到95%～99%。变压精馏作为提纯工艺比萃取精馏更加符合绿色化学要求,达到产品纯度99.9%的同时避免了溶剂的使用,有利于进行工艺放大。分析了副产物处理工艺的有效性和经济性,严格控制全流程的碳排放,为乙腈工厂升级转型提供了新思路。     

变压精馏及萃取精馏分离乙醇-苯共沸物

使用Aspen Plus分别研究变压精馏及萃取精馏分离乙醇-苯二元共沸物的工艺流程。两种分离流程的塔设备费用相近,萃取精馏工艺较传统变压精馏工艺节能显著,再沸器节能约34%;热集成变压精馏工艺较萃取精馏工艺节能约17.2%,且所需蒸汽品位更低。     

以醋酸为原料生产乙醇的方法(续)

<正>(上接第9期第36页)[0126]脱水后的无水乙醇气801经无水乙醇冷凝器47冷凝后得到无水乙醇产品,得到的无水乙醇产品各项指标达到国家标准GB/T678—2008。[0127]吸附装置8通过变温变压实现吸附剂的再生,吸附剂再生过程产生的再生气802,经再生冷凝器48冷凝后送至精馏一塔6处理回收乙醇,再生液803主要含有乙醇和水,乙醇含量约30%,无水乙醇产品精馏脱水单元的收率99.5%。     

热集成变压精馏分离甲基异丁基酮/正丁醇共沸物的动态控制

采用高低压两塔精馏流程,对甲基异丁基酮/正丁醇共沸物进行分离,确定了高低压塔的压力分别为405.30 k Pa和20.27 k Pa。基于最小年度总费用(TAC)对甲基异丁基酮/正丁醇变压精馏分离工艺进行经济优化。运用Aspen Plus软件考察了变压精馏工艺不同控制方案的有效性。结果表明:组成-回流比串级控制方案可以有效的处理无热集成、部分热集成变压精馏工艺的±20%进料流率与组成扰动,产品的纯度非常接近其期望值,且响应速度快;对于完全热集成变压精馏工艺,采用压力-补偿温度控制结构能够实现稳健的控制。综合TAC与控制方案的分析,认为部分热集成变压精馏工艺为该体系的最优变压精馏工艺。     

离子液体萃取剂萃取精馏分离丙酸甲酯+甲醇共沸物

以离子液体(ILs)[BMIM][NTF₂]和[HMIM][NTF₂]为萃取剂，萃取精馏分离丙酸甲酯+甲醇共沸物，通过分子模拟分析了ILs促进目标共沸物的分离机理；基于汽液平衡实验数据，获得新的NRTL热力学模型参数；选用常规的二组分双塔分离流程，实现了目标共沸体系的分离。作为对比，同时构建了以苯酚为萃取剂的萃取精馏和变压精馏流程。基于Aspen Plus软件平台，分析了上述各流程分离单元主要操作参数对分离过程性能的影响，考察并对比了各流程能耗、年总成本(TAC)和碳排放。结果表明：离子液体工艺可实现丙酸甲酯+甲醇共沸物的有效分离，产品纯度达到99.9%(质量分数)，[HMIM][NTF₂]工艺与[BMIM][NTF₂]、苯酚及变压精馏工艺相比，TAC降低11.68%～43.68%、CO₂排放减少32.11%～68.46%。结果可为共沸物丙酸甲酯+甲醇分离新工艺设计及优化提供理论支撑和实际指导。     

环己烷/异丁醇共沸体系的共沸精馏和变压精馏流程模拟与优化

使用Aspen Plus V8.4对环己烷/异丁醇共沸物系的共沸精馏和变压精馏流程进行了模拟与优化。选用乙醇为共沸剂,分别建立了共沸精馏和变压精馏的全局流程,研究了原料进料位置、回流比和共沸剂进料位置对分离效率的影响,得到了2种分离方法的操作参数和工艺参数。结果表明,共沸精馏流程的原料最佳进料位置为14块板,最小回流比为3.00,共沸剂的最佳进料位置为第一块板。变压精馏流程中减压塔最佳进料位置为第8块板,总理论板数为10块板,最小回流比为1.144,最小理论板数为8块板。同时,对2个工艺流程进行了经济分析。结果表明,变压精馏的年总费用比共沸精馏下降了62.7%。     

变压精馏分离乙酸甲酯和甲醇共沸物

乙酸甲酯和甲醇共沸物对压力变化敏感,因此采用变压精馏工艺对共沸物进行高效分离。低压塔和高压塔压力分别设置为101.325 kPa和810.600 kPa。基于相图分析,确定了精馏序列和工艺流程。以年度总费用(TAC)最小为原则,优化了进料位置、回流比、塔板数等设计变量,确定了最佳工艺参数。工艺优化完成后,通过调节双塔的回流比,对高压塔的冷凝器和低压塔的再沸器进行了完全热集成。由结果可知:在低压塔回流比为0.9,高压塔回流比为2.07时,完全热集成变压精馏工艺的TAC最小。相比无热集成的变压精馏工艺,完全热集成工艺的设备投资和能耗费用均明显降低,最终TAC费用节约31.40%,在经济上更合理,也为类似的共沸物分离工艺提供了一定的技术参考。     

变压精馏分离乙酸甲酯-甲醇-乙酸乙酯体系的设计与控制

聚丙烯醇的生产过程会产生乙酸甲酯-甲醇-乙酸乙酯共沸混合物,如果不及时处理,必然会造成环境污染和资源浪费。本文采用变压精馏的方式,针对乙酸甲酯-甲醇-乙酸乙酯体系设计了两种产品顺序不同的变压精馏分离序列,并采用遗传算法以年度总费用最小为目标,对两种分离序列进行优化设计以获得最优的设计参数。优化结果表明,两种变压精馏分离方案的设备投资费用分别为5.6×10⁵ USD/a和5.7×10⁵ USD/a,能耗费用分别为8.8×10⁵USD/a和1.0×10⁶USD/a。此外,对具有经济优势的变压精馏分离方案进行了控制结构的构建,使该过程在面对进料流量扰动和进料组分扰动时仍能维持稳定,稳定之后的三种产品纯度仍能维持在设定值附近。     

热泵变压精馏分离乙二胺水溶液的模拟

基于乙二胺和水物系共沸组成随压力变化显著的特点,采用变压精馏工艺分离乙二胺和水物系;为了降低变压精馏工艺的能耗,提出了热泵变压精馏新工艺。使用Chem CAD软件,对变压精馏工艺和热泵变压精馏工艺进行了模拟。结果表明:采用变压精馏工艺和热泵变压精馏工艺都能实现乙二胺和水共沸物的高纯度分离,每个产品的纯度(质量分数)都可以达到99%;与变压精馏工艺相比,采用热泵变压精馏工艺,加热公用工程可节能62.24%;冷却公用工程可以节能49.51%。     

工业废液醋酸异丙酯-甲醇回收工艺模拟与优化

基于醋酸异丙酯-甲醇共沸体系的特性分析,提出热集成变压精馏技术分离醋酸异丙酯-甲醇的工艺方法。利用Aspen Plus模拟软件,以醋酸异丙酯-甲醇的质量分数为约束变量,过程能耗最低为目标函数,采用优化分析工具,得到了模拟流程的理论塔板数、进料位置、回流比等优化工艺参数。在此条件下,得到质量分数不低于0.998的醋酸异丙酯和甲醇产品,回收率均达到99.9%以上。与传统变压精馏工艺相比,采用高压塔的塔顶气相潜热作为常压塔再沸器热源的热集成变压精馏工艺节能率达41.05%。     

常规变压精馏和变压热集成精馏分离乙腈和水的模拟

利用Aspen Plus软件对乙腈和水的分离分别采用常规变压精馏工艺和变压热集成精馏工艺进行模拟,选用UNIQUE物性方法进行计算,以能耗最低为目标函数,满足乙腈和水的质量分数都不低于99%,对常规变压精馏和变压热集成精馏进行了分析,从而确定最佳工艺。对于常规变压精馏工艺,高压塔理论板数为14,进料板位置9,回流比1. 1;常压塔理论板数为12,进料板位置8,回流比1. 6。对于变压热集成精馏工艺,高压塔进料板位置为7,回流比为1. 17;常压塔进料板位置为8,回流比为1. 6。与常规变压精馏相比,变压热集成精馏再沸器能耗降低49. 75%,冷凝器能耗降低51. 53%,且无需增加再沸器和冷凝器。     

变压精馏和萃取精馏分离四氢呋喃-水模拟及节能

基于四氢呋喃/水共沸体系的特性,研究了变压精馏和萃取精馏2种工艺分离四氢呋喃和水的方法,进一步考察了2种工艺的可行性及节能情况。物性计算方法采用NRTL活度系数方程,其二元相互作用参数通过汽液相平衡实验数据回归获得,采用Aspen Plus对上述2种工艺进行模拟及优化,获得了2种工艺较优的工艺参数,并对比能耗。结果表明:采用双塔热集成变压精馏工艺或双塔萃取精馏工艺均可有效地分离四氢呋喃-水二元共沸体系,四氢呋喃产品符合《GB/T 24772—2009工业用四氢呋喃》优等品规格,但热集成变压精馏工艺更为节能,节省循环水11. 0%、节省蒸汽20. 3%,且不引入第三组分,更适合四氢呋喃-水体系的分离,为该共沸体系分离的设计与节能提供依据。     

变压吸附法脱除变换气中CO2技术总结

介绍两段法变压吸附脱除变换气中CO2的情况及流程,提出装置在运行中需注意的问题.与常规变压吸附技术和湿法脱碳技术相比,在相同操作条件下,采用两段法变压吸附全回收专利技术吨氨运行费用最少,仅64.6元.